Fotosystemet er en funktionel og strukturel enhed af proteinkomplekser, der udfører de primære fotokemiske reaktioner af fotosyntese : lysabsorption , energiomdannelse og elektronoverførsel . Fotosystemer er placeret i thylakoidmembranen hos planter, alger og cyanobakterier (i planter og alger er de placeret i kloroplaster ), eller i den cytoplasmatiske membran af fotosyntetiske bakterier. Generelt er alle fotosystemer opdelt i to typer - svarende til fotosystem II og svarende til fotosystem I.
I centrum af fotosystemet er reaktionscentret , som er et enzym , der bruger lys til at reparere molekyler (skabe højenergielektroner). Dette reaktionscenter er omgivet af lys-høstende komplekser , som giver mere effektiv lysabsorption.
Der er to typer fotosystemreaktionscentre: type I reaktionscenter som i fotosystem I (til stede i grønne svovlbakterier ) og type II reaktionscenter som i fotosystem II (til stede i lilla ikke-svovlbakterier ). Begge typer reaktionscentre er til stede i plantekloroplaster og cyanobakterier .
Hvert fotosystem adskiller sig i den bølgelængde af lys, hvori dets hovedpigment mest aktivt absorberer, som donerer elektroner under påvirkning af lys (700 og 680 nm for PSI- og PSII -kloroplaster), antallet og typen af lys-høstende komplekser, samt den terminale elektronacceptor.
Type I fotosystemer bruger ferredoxin -lignende proteiner med en jern-svovl-klynge som terminale acceptorer , mens type II fotosystemer overfører elektroner til en membranopløselig quinontransportør . Begge typer reaktionscentre findes i plantekloroplaster og cyanobakterier, hvor de arbejder sammen om at danne en unik elektrontransportkæde, der gør det muligt at få elektroner fra vand med dannelse af ilt som biprodukt.
I eukaryoter består fotosystemet af flere (>20 eller >30) proteinunderenheder, der giver et forankringssted for en række cofaktorer. Kofaktorer kan være pigmenter (f.eks. klorofyl , pheophytin , carotenoider ), quinoner og jern-svovlklynger [1] .
Hos bakterier er fotosystemer sædvanligvis fikseret direkte i cellemembranen eller dens invaginationer og består af et nøgent reaktionscenter omgivet af lys-høstende komplekser og nogle gange et lille antal yderligere underenheder [2] . Hos lilla bakterier består reaktionscentret af tre underenheder: L ( eng. light ), M ( eng. medium ) og H ( eng. heavy ). L- og M-underenhederne bærer kromoforer, mens H-underenheden danner det cytoplasmatiske domæne [3] . Rhodopseudomonas viridis har en ekstra ikke-membranunderenhed, en fire-hæm cytochrom (4Hcyt), placeret på siden af periplasmaet .
I grønne svovlbakterier består reaktionscentret af fem underenheder: PscA-D. De to PscA-underenheder dimeriserer og holder cofaktorer sammen, hvor hver af dem binder en kopi af PscD og PscC, som bærer hæmen. PscB-underenheden er placeret i midten af dimeren og forbinder to jern-svovl-klynger, der donerer elektroner til ferredoxin [4] .